1、高考资源网（） 您身边的高考专家核心素养专项提升典型物理模型指导突破科学思维之模型建构平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制模型模型概述平行玻璃砖、三棱镜和圆柱体(球)对光路的控制特点项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)结构玻璃砖上下表面是平行的横截面为三角形的三棱镜横截面是圆续表项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)对光线的作用通过平行玻璃砖的光线不改变传播方向,但要发生侧移通过三棱镜的光线经两次折射后,出射光线向棱镜底面偏折圆界面的法线是过圆心的直线,光线经过两次折射后向圆心偏折续表项目平行玻璃砖三棱镜圆柱体(球)应用测定玻璃的折射率全反射棱镜,改变光的传播方向改变光的传播方向案例探究(202
2、0山东德州高三一模)如图所示,三棱镜ABC的横截面为等腰直角三角形,底边AB水平,右侧的光屏MN竖直。一条单色光线自AC边上的D点水平射向三棱镜,此光线进入三棱镜后首先到达底边AB,棱镜材料对该光线的折射率为2。光线进入三棱镜后,仅考虑在各界面上的第一次反射或折射,对此以下说法正确的是()A.光线到达AB边时会有部分能量射出三棱镜B.光线到达BC边时发生全反射C.光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MND.光线自BC面射出三棱镜后斜向上射向光屏MN不管什么形状的玻璃砖,研究光线在里面传播的光路时,先画出过入射点的法线,找出入射角,根据折射定律求出折射角,画出折射光线,再画出光线到达另一个界面入
3、射点的法线,根据几何关系求出入射角,判断光线在该界面上是否发生全反射,依次类推,直到光线从介质射出。创新训练1.(2020江苏南京师大附中高三模拟)反光膜是一种广泛用于道路交通标志的材料,基本结构如图所示。光照射到反光膜的玻璃珠上时,经折射后射到反射层反射,最终平行于原入射方向反向射出玻璃珠。玻璃珠是半径为R的均匀球体,AB是入射光线,其出射光线与光线AB的间距为3R。(1)请作出光线AB从射入到射出玻璃珠的完整光路图;(2)求玻璃珠的折射率n。2.(2020湖北华中师大一附中高三月考)如图所示,折射率为2的上下两面平行的梯形玻璃砖,下表面涂有反射物质,上表面右端垂直于上表面放置一标尺MN。一
4、细光束以入射角i=45射到玻璃砖上表面的A点,会在标尺上的两个位置出现光点(图中未画出),若折射进入玻璃砖内的光在玻璃砖内传播时间为t,则在标尺上出现的两光点的距离为多少?(设光在真空中的速度为c,不考虑细光束在玻璃砖下表面的第二次反射)核心素养专项提升典型物理模型指导突破案例探究C画出光路图如图所示,由题意可知,光从AC边射入三棱镜的入射角为45,由公式n=sin45sinHDI=2,则折射角为30,由几可关系得DHA=HDI+DIH得DIH=15,则光在AB边上的入射角为75,由于sinC=1n=22,即临界角为45,所以光线到达AB边时发生全反射,故A错误;由几可关系得,光线在BC边的入
5、射角为30小于临界角为45,光线到达BC边时不会发生全反射,故B错误;光线在BC边的入射角为30,由折射定律可得n=sinsin30=2,得=45,即光线自BC面射出三棱镜的折射角为45,则光线自BC面射出三棱镜后水平射向光屏MN,故C正确,D错误。创新训练1.答案(1)见解析(2)3解析(1)光路图如图所示(2)设射入B点光线的入射角为1,折射角为2,则sin1=321=60由几何知识知1=222=30由折射定律有n=sin1sin2解得n=32.答案24ct解析光路如图所示,由光的折射定律:n=sinisin得:=30由几何关系知,在玻璃砖内的光线与玻璃砖上表面AB构成等边三角形,且四边形BEGF为平行四边形,则:GF=BEAB=BEtan45光在玻璃中的速度为v=cn=22c光在玻璃中的路径长度:s=2AB=vt=22ctAB两点距离:AB=24ct则在标尺上形成的两光点距离:GF=BE=AB=24ct- 5 - 版权所有高考资源网